Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 20)

Bài tập thí nghiệm
LAB 1.2 Gia tốc không đổi: Liên hệ giữa góc nghiêng và gia tốc

Mục đích

Xác định mối liên hệ giữa gia tốc trọng trường đối với một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng, và góc nghiêng.

Thiết bị

Dụng cụ băng giấy: nguồn cấp điện, bộ đánh dấu

Băng giấy

Thước đo mét

Giấy vẽ đồ thị

Băng dính

Kẹp chữ C

Gạch

Xe đồ chơi

Mặt miếng ván (dài chừng 2 m) có thể lật nghiêng

Lưu ý: Thí nghiệm này có thể thực hiện với những dụng cụ đo khác như bộ cảm biến chuyển động và giao tiếp máy tính, đường đệm khí và cổng quang, hoặc đồng hồ bấm giây.

Thao tác

Đặt miếng ván nghiêng một góc chừng 5^o.
Gắn dụng cụ đo mà bạn sử dụng lên trên miếng ván nghiêng.
Cho chiếc xe đồ chơi lăn xuống trên mặt nghiêng, tăng tốc đều.
Ghi những kết quả trên băng giấy vào bảng số liệu.
Lặp lại thao tác thêm bốn lần, mỗi lần nghiêng miếng ván ở một góc khác nhau.

Số liệu

Đối với mỗi góc nghiêng,

Đo chiều cao, h, của đỉnh mặt phẳng nghiêng so với phương ngang. Đồng thời, đo chiều dài, L, của mặt phẳng nghiêng. Ghi cả hai giá trị đo vào bảng số liệu.
Phân tích số liệu của bạn để xác định thời gian và tốc độ của chiếc xe.
Vẽ đồ thị tốc độ - thời gian. Từ đồ thị, xác định gia tốc của chiếc xe đồ chơi. Ghi giá trị này vào bảng số liệu.
Tính tỉ số chiều cao trên chiều dài (h/L) đối với mỗi chiều cao của mặt phẳng nghiêng. Ghi những con số này vào bảng số liệu.

Sai số

Gán một sai số dụng cụ cho cái thước mét mà bạn sử dụng. Ước tính sai số của giá trị gia tốc của bạn dựa trên dụng cụ đo mà bạn đã sử dụng. Ghi những giá trị này vào bảng số liệu.

Phân tích

Vẽ đồ thị gia tốc theo h/L, với gia tốc là biến phụ thuộc.

Thảo luận

Mô tả đồ thị gia tốc theo h/L của bạn.
Độ dốc của đồ thị này bằng bao nhiêu?
Phương trình của đồ thị này là gì?
Viết lại phương trình của bạn bằng một hàm lượng giác.
Giải thích làm thế nào Galileo đã sử dụng phương pháp này để xác định gia tốc trọng trường.

Kết luận

Phát biểu mối liên hệ bạn tìm thấy giữa gia tốc của vật trên mặt phẳng nghiêng và góc nghiêng.